안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
전기·전자
Q. 무선 이어폰은 어떤원리인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.무선 이어폰이 작동하는 원리는, 쉽게 말해 라디오나 와이파이가 작동하는 원리와 비슷하다고 볼 수 있습니다.무선 이어폰의 경우 "블루투스"라는 근거리 무선 기술 표준이라는 것을 사용하게 되는데, 블루투스 채널 (ISM, 2.4MHz)을 통해 디바이스와 무선 이어폰 사이에서 지속적인 정보 교류가 이루어집니다. 프로세스를 보면,디바이스(이어폰)에서 디지털 신호(음성 신호가 포함된 음악 파일)를 블루투스 채널을 통해 송출하면, 무선 이어폰의 안테나가 이를 수신하여 내부 DSP를 통해 약간의 사운드 변형 및 DAC를 통한 아날로그 신호로 변환하여, 최종적으로 스피커가 아날로그 신호를 우리 귀가 듣는 소리(파동)으로 변환하여 음악을 듣게되는 원리입니다.
전기·전자
Q. 이어폰 노이즈캔슬링의 원리 알려주세요
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.이어폰에 외부 소음을 감지하는 마이크를 장착시켜 소음을 인지하고, 그 소음을 상쇄하는 반대 파형을 일으켜 소음을 제거하는 기술입니다. (파동상쇄간섭) 보통 규칙적이고 지속적인 소음 (대중교통)에 효과적이고 불규칙적인 소음(대화 소리 등)에는 효과가 상대적으로 떨어집니다.
기계공학
Q. 비행기가 착륙후 제동은 어떻게 하나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.제동 장치는 지상 혹은 착륙시 속도를 감속하거나 정지하는 장치 입니다.비행기 착륙시에는 엔진리버스/ 역추진, 스피드 브레이크로 제동합니다.스피드 브레이크 원리로는 항공기의 동체나 날개 등에 일정한 면적을 가진 구조물을 설치하고 평소에는 접어놓았다가 비행 중이나 착륙시 이를 펴서 공기저항을 일으켜 항력을 얻어 항공기를 감속시키는 장치입니다.비행기의 역추진 장치(Reverse Thrust)원리는 비행기 제트 엔진의 옆면을 열어 추진 가스를 앞으로 분사 시켜 비행기를 뒷방향으로 추진력을 주는 것입니다.비행 중에는 사용하지 않고 활주로에 착지 후 동작시켜 브레이크를 보호하고 착륙 거리를 줄이는데 사용합니다.
화학
Q. 먼지는 어떻게 생겨나서 집에 자꾸 쌓이는 건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.집안 먼지의 2/3는 외부에서 들어오는 것이라고 합니다. 나머지 1/3은 카펫이나 옷의 섬유, 그리고 애완동물의 털입니다. 이불을 매일 펴고 개는 한식 생활이라면 섬유 먼지가 많을 것이며 먼지가 많은 면이나 울 같은 섬유로 된 옷을 자주 입는다면 역시 같을 것입니다.두께가 있고 도르르 뭉친다면 섬유 먼지입니다. 피부에서 나오는 먼지를 낙설이라 하는데 미생물, 진드기, 그것들을 먹는 곤충의 먹이가 되므로 자주 씻고 피부가 건조하지 않게 관리하는 것이 집안을 깨끗하게 하는 한 방법입니다.
화학
Q. 생수 페트병과 탄산 페트병이 차이가 나는이유?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.탄산음료에는 이산화탄소를 많이 녹게 하려고 병 내부의 압력을 2.5~3.5 기압이나 높입니다.그래서 잘 안 찌르러 짐니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리나라에 부는 태풍은 어떻게 만들어지는 건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.현재까지의 발생설을 종합해 보면 태풍발생의 온상이 되고 있는 적도전선은 한대전선과는 다르게 양측의 기류 사이에 온도나 수증기 함유량의 차가 적으며, 남양에서는 일반적으로 공기가 고온다습하여 대기는 조건부 불안정의 상태에 있기 때문에 적란운이 쉽게 발생하여 가끔 강한 스콜(Squall)을 동반합니다. 이 스콜이 처음으로 공기의 작은 소용돌이가 되며, 이것이 수렴기류로 인하여 적도 부근에 모이게 됩니다.이 소용돌이가 북동무역풍대의 동풍중에 발생한 수평 파동 때문에 한곳으로 모이게 되면 소용돌이가 크게 된다. 이것이 바로 태풍의 씨앗이다. 이 씨앗이 적도전선에서 기류의 수렴이 강해지면 크게 되어 마침내 태풍이 되는 것입니다.
화학
Q. 핫팩이 열을 만들어 내는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.안에 철가루들이 있는데, 이게 공기(산소)와 만나게 되면서 산화 작용을 하게 됩니다.이 과정에서 열이 발생하고, 뜨끈뜨끈하게 사용을 할 수 있는 것이죠.
물리
Q. 겨울철 손이 시려울때 사용하는 흔드는 손난로는 어떠한 원리로 발열이 일어나는 것인가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.손난로 주성분인 철분이 공기 중의 산소와 반응하여 산화(녹스는 현상)될 때 발생하는 열을 이용합니다.철이 자연적으로 산화될 때는 열이 발생하는 것을 느낄 수가 없는데, 그것은 녹스는 과정이 오랜 기간에 걸쳐서 서서히 일어나기 때문입니다.하지만 철분에 활성탄, 소금 등을 섞어주면 산화반응이 빠르게 일어납니다.그래서 분말형은 활성탄과 소금을 철분에 섞어서 산화반응이 빠르게 일어나도록 하여 열을 얻는 것입니다.
전기·전자
Q. 와이파이(Wi-Fi)에 데이터를 전달하는 법
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.간단하게 표현하자면 라디오와 비슷한 전자파를 이용해서 무선으로 data를 주고 받는 장치라고 보면 됩니다. 하지만 무선(RF)에 관련된 기술은 상당히 복잡하고 어렵습니다. 변조방식에도 AM,FM뿐 아니라 ASK,FSK,MSK,QAM그리고 CDMA같은 확산 스펙트럼도 있습니다. 캐리어 주파수를 만들때는 주파수 신세사이져라는 PLL방식을 알아야 합니다.참고로 와이파이는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 변조기술로 데이타를 가공하여 송수신 합니다.
화학공학
Q. 껌은 무엇으로 만드나요? 껌의 성분이 알고싶어요.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.옛날에는 치클나무의 수액을 정제해 만들었으나지금은 초산비닐수지라는 석유화합물의 일종(이를 검베이스라고 한다)으로 만듭니다.거기에 수많은 방부제와 향신료, 감미료, 기초제 등의 성분으로 구성되어 있습니다. 그러니 입에 오래 물고 계셔서 좋을것은 없습니다.